资源描述
六、回路分析
1、下图所示液压系统是采用蓄能器实现快速运动的回路,试回答下列问题:
(1)液控顺序阀3何时启动,何时关闭?
(2)单向阀2的作用是什么?
(3)分析活塞向右运动时的进油路线和回油路线。
答:(1)当蓄能器内的油压达成液控顺序阀3的调定压力时,阀3被打开,使液压泵卸荷。当蓄能器内的油压低于液控顺序阀3的调定压力时,阀3关闭。
(2)单向阀2的作用是防止液压泵卸荷时蓄能器内的油液向液压泵倒流。
(3)活塞向右运动时:
进油路线为:液压泵1 →单向阀2 →换向阀5左位→油缸无杆腔。
蓄能器→换向阀5左位→油缸无杆腔。
回油路线为:油缸有杆腔→换向阀5左位→油箱。
2、在图示回路中,如pY1=2MPa,pY2=4MPa,卸荷时的各种压力损失均可忽略不计,试列表表达A、B两点处在不同工况下的压力值。(单位:MPa)
解:
1DT(+)
2DT(+)
1DT(+)
2DT(-)
1DT(-)
2DT(+)
1DT(-)
2DT(-)
A
4
0
4
0
B
6
2
4
0
3、如图所示的液压回路,试列出电磁铁动作顺序表(通电“+”,失电“-”)。
解:
1DT
2DT
3DT
快进
-
+
+
工进
+
+
-
快退
-
-
+
停止
-
-
-
4、如图所示的液压系统,两液压缸有效面积为A1=A2=100×10−4m2,缸Ⅰ的负载F1=3.5×104N,缸Ⅱ的的负载F2=1×104N,溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4.0MPa,3.0MPa和2.0MPa。试分析下列三种情况下A、B、C点的压力值。
(1)液压泵启动后,两换向阀处在中位。
(2)1YA通电,液压缸Ⅰ活塞移动时及活塞运动到终点时。
(3)1YA断电,2YA通电,液压缸Ⅱ活塞移动时及活塞杆碰到死挡铁时。
解:p1=F1/A=3.5×104/(100×10-4)= 3.5MPa
p2=F2/A=1×104/(100×10−4)=1MPa
(1)4.0MPa、4.0MPa、2.0MPa
(2)活塞运动时:3.5MPa、3.5MPa、2.0MPa;终点时:4.0MPa、4.0MPa、2.0MPa
(3)活塞运动时:1Mpa、0MPa、1MPa;碰到挡铁时:4.0MPa、4.0MPa、2.0MPa
5、如图所示的液压系统,可以实现快进-工进-快退-停止的工作循环规定。
(1)说出图中标有序号的液压元件的名称。
(2)填出电磁铁动作顺序表。
答:(1)1-变量泵,2-调速阀,3-二位二通电磁换向阀,4-二位三通电磁换向阀,5-单杆液压缸。
(2)
动作 电磁铁
1YA
2YA
3YA
快进
-
+
+
工进
+
+
-
快退
-
-
+
停止
-
-
-
6、如图所示的液压系统,可以实现快进-工进-快退-停止的工作循环规定
(1)说出图中标有序号的液压元件的名称。
(2)写出电磁铁动作顺序表。
解:(1)1-三位四通电磁换向阀,2-调速阀,3-二位三通电磁换向阀
(2)
动作 电磁铁
1YA
2YA
3YA
快进
+
-
-
工进
+
-
+
快退
-
+
+
停止
-
-
-
7、图示回路中,溢流阀的调整压力为5.0MPa、减压阀的调整压力为2.5MPa。试分析下列三种情况下A、B、C点的压力值。
(1)当泵压力等于溢流阀的调定压力时,夹紧缸使工件夹紧后。
(2)当泵的压力由于工作缸快进、压力降到1.5MPa时。
(3)夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时。
解:(1)2.5MPa、5MPa、2.5MPa
(2)1.5MPa、1.5MPa、2.5MPa
(3)0、0、0
8、图示回路,若阀PY的调定压力为4Mpa,阀PJ的调定压力为2Mpa,回答下列问题:
(1)阀PY 是( )阀,阀PJ 是( )阀;
(2)当液压缸运动时(无负载),A点的压力值为( )、B点的压力值为( );
(3)当液压缸运动至终点碰到档块时,A点的压力值为( )、B点的压力值为( )。
解:(1)溢流阀、减压阀;
(2)活塞运动期时PA=0,PB=0;
(3)工件夹紧后,负载趋近于无穷大:PA=4MPa,PB=2MPa。
9、如图所示系统可实现“快进→工进→快退→停止(卸荷)”的工作循环。
(1)指出液压元件1~4的名称。
(2)试列出电磁铁动作表(通电“+”,失电“-”)。
解:
动作
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
+
-
+
-
工进
+
-
-
-
快退
-
+
-
-
停止
-
-
-
+
10、如图所示的液压回路,规定先夹紧,后进给。进给缸需实现“快进——工进——快退——停止”这四个工作循环,而后夹紧缸松开。
(1)指出标出数字序号的液压元件名称。
(2)指出液压元件6的中位机能。
(3)列出电磁铁动作顺序表。(通电“+”,失电“-”)
答:(1)1-减压阀;2-单向阀;3-二位四通电磁换向阀;4-压力继电器;
5-液压缸;6-三位四通电磁换向阀。
(2)O型。
(3)
1DT
2DT
3DT
4DT
夹紧
-
-
-
-
快进
-
+
-
+
工进
-
+
-
-
快退
-
-
+
+
松开
+
-
-
-
11、图示系统中溢流阀的调整压力为PA=3MPa,PB=1.4MPa,PC=2MPa。试求系统的外负载趋于无限大时,泵的输出压力为多少?
答:PA=3MPa
12、如图所示系统可实现“快进→工进→快退→停止(卸荷)”的工作循环。
(1)指出标出数字序号的液压元件的名称。
(2)试列出电磁铁动作表(通电“+”,失电“-”)。
答:(1)1-变量泵;2-调速阀;3-二位二通电磁换向阀;4-二位三通电磁换向阀;5-液压缸。
(2)
1YA
2YA
3YA
快进
-
+
+
工进
+
+
-
快退
-
-
+
停止
-
-
-
13、下图所示减压回路中,若溢流阀的调整压力分别为4MPa,减压阀的调定压力为1.5MPa,试分析:(假设:至系统的主油路截止,活塞运动时夹紧缸的压力为0.5 MPa)
(1)活塞在运动时,A、B两处的压力分别是多少?
(2)活塞夹紧工件,其运动停止时,A、B两处的压力又分别是多少?
答:(1)pA= pB= 0.5MPa
(2)pA=4MPa,pB=1.5MPa
14、下图所示的液压回路,规定实现“快进—工进—快退—停止(卸荷)”的工作循环,试列出电磁铁动作顺序表。(通电“+”,失电“-”)
答:
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
+
-
+
+
工进
-
-
-
+
快退
-
+
+(-)
+
停止
-
-
-
-
15、如图所示液压系统,按动作循环表规定的动作顺序进行系统分析,填写完毕该液压系统的工作循环表。(注:电气元件通电为“+”,断电为“—”;压力继电器、顺序阀、节流阀和顺序阀工作为“+”,非工作为“—”。)
动作名称
电磁铁工作状态
液压元件工作状态
1YA
2YA
压力继电器14
行程阀3
节流阀4
顺序阀7
快进
工进
快退
停止
答:要完毕达成各动作规定,各电器元气件的工作状态如下表。
动作名称
电磁铁工作状态
液压元件工作状态
1YA
2YA
压力继电器14
行程阀3
节流阀4
顺序阀7
快进
+
-
-
下位
-
-
工进
+
-
-
上位
+
+
快退
-
+
+
下位
-
-
停止
-
-
-
上位
-
-
16、如图所示液压系统,按动作循环表规定的动作顺序进行系统分析,填写完毕该液压系统的工作循环表。(注:电气元件通电为“+”,断电为“—”。)
动作名称
电器元件
1YA
2YA
3YA
4YA
5YA
6YA
YJ
定位夹紧
快进
工进(卸荷)
快退
松开拔销
原位(卸荷)
说明:(1)Ⅰ、Ⅱ各自互相独立,互不约束。(2)3YA、4YA有一个通电时,1YA便通电。
答:要完毕达成各动作规定,各电器元气件的工作状态如下表。
动作名称
电器元件
1YA
2YA
3YA
4YA
5YA
6YA
YJ
定位夹紧
—
—
—
—
—
—
—
快进
+
—
+
+
+
+
+
工进(卸荷)
—
—
—
—
+
+
—
快退
+
—
+
+
—
—
—
松开拔销
—
+
—
—
—
—
—
原位(卸荷)
—
—
—
—
—
—
—
17、认真分析如图所示的液压系统,按电气元件的动作顺序和工作状态,试分析说明液压缸各动作的运动工作状态。(注:电气元件通电为“+”,断电为“—”。)
动作名称
电气元件
1YA
2YA
3YA
1
+
—
+
2
+
—
—
3
—
+
—
4
—
—
—
答:依据表中各动作电器元气件的工作状态,可鉴定液压缸的运动状态如下:
1——缸体快进,
2——缸体工进,
3——缸体快退,
4——缸体停止。
18、认真分析如图所示的液压系统,按电气元件的工作顺序和工作状态,试分析说明液压缸各动作的运动和工作状态。(注:电气元件通电为“+”,断电为“—”。)
动作名称
电气元件状态
1YA
2YA
3YA
4YA
1
—
—
+
+
2
—
+
+
—
3
+
+
+
—
4
—
—
—
+
5
—
—
—
—
答:依据表中各动作电器元气件的工作状态,可鉴定液压缸的运动状态如下:
1——缸体快进。
2——缸体第一种速度工进。
3——缸体第二种速度工进。
4——缸体快退。
5——缸体复原位停止。
19、如图所示液压系统,按动作循环表规定的动作顺序进行系统分析,填写完毕该液压系统的工作循环表。(注:电气元件通电为“+”,断电为“—”;顺序阀和节流阀工作为“+”,非工作为“—”。)
动作名称
电器元件
液压元件
1YA
2YA
顺序阀6
压力继电器7
节流阀5
快进
工进
保压
快退
停止
答:
动作
名称
电器元件
液压元件
1YA
2YA
顺序阀6
压力继电器7
节流阀5
快进
+
—
—
—
—
工进
+
—
+
—
—
保压
—
—
—
+
+
快退
—
+
—
—
—
停止
—
—
—
—
—
20、认真分析如图所示的液压系统,按电气元件的工作顺序和工作状态,试分析说明液压缸各动作的运动和工作状态。(注:电气元件通电为“+”,断电为“—”)
动作名称
电气元件
1YA
2YA
1
—
+
2
+
+
3
+
—
4
+
+
5
+
—
6
—
—
7
+
—
答:1——活塞快进。
2——第一种速度工进。
3——停留。
4——第二种速度工进。
5——停留。
6——快退。
7——停止。
21、如图所示液压系统,完毕如下动作循环:快进—工进—快退—停止、卸荷。试写出动作循环表,并评述系统的特点。
解:电磁铁动作循环表
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
+
—
—
—
工进
+
—
+
—
快退
—
+
—
—
停止、卸荷
—
—
—
+
特点:先导型溢流阀卸荷回路卸荷压力小冲击小,回油节流调速回路速度平稳性好,发热、泄漏节流调速影响小,用电磁换向阀易实现自动控制。
22、如图所示系统能实现”快进→ 1工进→ 2工进→快退→停止”的工作循环。试画出电磁铁动作顺序表,并分析系统的特点?
解:电磁铁动作循环表
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
+
—
+
+
1工进
+
—
—
+
2快退
+
—
—
—
快退
—
+
+
+
停止
—
—
—
—
23、如图所示液压系统可实现快进—工进—快退—原位停止工作循环,分析并回答以下问题:
(1)写出元件 2、3、4、7、8的名称及在系统中的作用?
(2)列出电磁铁动作顺序表(通电“+” ,断电“-” )?
(3)分析系统由哪些液压基本回路组成?
(4)写出快进时的油流路线?
解:(1)2——35DY,使执行元件换向 3——22C,快慢速换接
4——调速阀,调节工作进给速度 7——溢流阀,背压阀
8——外控内泄顺序阀做卸荷阀
(2)电磁铁动作顺序表
工况
1YA
2YA
行程阀
快进
+
—
—
工进
+
—
+
快退
—
+
+(—)
原位停止
—
—
—
(3)三位五通电电液换向阀的换向回路、 进口调速阀节流调速回路
单向行程调速阀的快、慢、快换速回路、 差动连接快速回路、 双泵供油快速回路
24、如图所示,当负载无穷大时,填写电磁铁动作顺序表。
解:12MPa,9 MPa,7 MPa,4 MPa
25、如图所示为专用铣床液压系统,规定机床工作台一次可安装两支工件,并能同时
加工。工件的上料、卸料由手工完毕,工件的夹紧及工作台由液压系统完毕。机床
的加工循环为“手工上料--工件自动夹紧--工作台快进--铣削进给--工作台快退--
夹具松开--手工卸料。分析系统回答下列问题:
(1)、填写电磁铁动作顺序表
动作
电磁铁
手工
上料
自动
夹紧
快进
铣削
进给
快退
夹具
松开
手工
卸料
1YA
2YA
3YA
4YA
压力继电器
(2)系统由那些基本回路组成;
(3)哪些工况由双泵供油,哪些工况由单泵供油。
解:(1)电磁铁动作顺序表
动作
电磁铁
手工
上料
自动
夹紧
快进
铣削
进给
快退
夹具
松开
手工
卸料
1YA
+
+
+
+
—
—
—
2YA
—
—
—
—
+
+
—
3YA
—
—
+
—
—
—
—
4YA
—
+
+
+
+
—
—
压力继电器
—
—
—
—
+
—
—
(2)基本回路:快速回路、速度换接回路、调压回路、减压回路、同步回路。
(3)快进、快退由双泵供油,其余由单泵供油。
26、如图为一顺序动作回路,两液压缸有效面积及负载均相同,但在工作中发生不能按规定的A先动、B后动顺序动作,试分析其因素,并提出改善的方法。
答:两缸并联回路,缸A需实现节流调速,故液压泵输出压力已由溢流阀的调定压力所决定。当顺序阀的调整压力等于或低于溢流阀的调定压力时,缸A、B将同时动作;当顺序阀的调整压力高于溢流阀的调定压力时,缸B不动作。
改善方法:如图所示回路接法,可实现缸A先运动到终点后,缸B才干动作的运动顺序。
27、图示为某一组合机床液压传动系统原理图。试分析其工作原理,根据其动作循环图列出电磁铁工作表,并指出此系统由哪些基本回路所组成,有何特点。
答:
1Y
2Y
3Y
4Y
快进
+
—
+
—
Ⅰ工进
+
—
—
—
Ⅱ工进
+
—
—
+
快退
—
+
+
—
停止
—
—
—
—
基本回路:容积节流调速回路:限压式变量叶片泵+回油路节流调速快速运动回路:差动连接;换向回路:电液换向阀;快速运动和工作进给的换接回路;两种工作进给的换接回路:两个调速阀串联卸荷回路。
特点: 调速范围大,低速稳定性好
充足运用能源,系统效率高
快、慢速度的换接平稳
换向平稳,启动时冲击小
28、阅读下图所示液压系统,完毕如下任务:
(1)写出元件2、3、4、6、9 的名称及在系统中的作用。
(2)填写电磁铁动作顺序表(通电“+” ,断电“-” )。
(3)分析系统由哪些液压基本回路组成。
(4)写出快进时的油流路线。
工作过程
电磁铁动态
1Y
2Y
3Y
4Y
快速进给
中速进给
慢速进给
快速退回
停止
解:(1)2——溢流阀,稳压溢流 3——22D,快慢速换接 4——35D,使执行元件换向
6——调速阀,调节中速进给速度 9——过滤器,过滤油中杂质
(2)电磁铁动作顺序表
工作过程
电磁铁动态
1Y
2Y
3Y
4Y
快速进给
+
—
+
—
中速进给
+
—
—
—
慢速进给
+
—
—
+
快速退回
—
+
—
—
停止
—
—
—
—
(3)三位五通电电磁换向阀的换向回路、 出口调速阀节流调速回路
电磁阀与调速阀的快、慢、快换速回路、 串联调速阀的二次进给回路
差动连接快速回路、 单级调压回路
(4)进:泵 1→4 左位→缸左腔
回:缸右腔→4左位→3 下位→缸左腔(实现差动快速)
29、如图所示系统,计算下列情况下的液压泵出口压力损失,若不计换向阀及管道的损失。
(1)1YA+,2YA-时;
(2)1YA-,2YA+时;
(3)1YA-,2YA-时;
解:(1)2MPa
(2)4MPa
(3)6MPa
30、如图所示系统能实现“快进→1工进→ 2工进→快退→停止”的工作循环。试画出电磁铁动作顺序表,并分析系统的特点。
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
+
-
+
+
1工进
+
-
-
+
2工进
+
-
-
-
快退
-
+
+
+
停止
-
-
-
-
31、如图所示液压系统,完毕如下动作循环:快进—工进—快退—停止、卸荷。试写出动作循环表,并评述系统的特点。
解:
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
+
-
-
-
工进
+
-
+
-
快退
-
+
-
-
停止、卸荷
-
-
-
+
特点:先导型溢流阀卸荷回路卸荷压力小冲击小,回油节流调速回路速度平稳性好,发热、泄漏节流调速影响小,用电磁换向阀易实现自动控制。
32、如图所示系统能实现“快进→1工进→2工进→快退→停止”的工作循环。试画出电磁铁动作顺序表,并分析系统特点。
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
+
-
+
-
1工进
+
-
-
-
2工进
+
-
-
+
快退
-
+
+
-
停止
-
-
-
-
33、图1所示液压系统可实现“快进—工进—快退—停止”的动作循环,规定列出其电磁铁动作循环表,并分析该液压系统有何特点。
解:电磁铁动作循环表:
1YA
2YA
3YA
快进
+
-
-
工进
+
-
+
快退
-
+
-
停止
-
-
-
液压系统特点:
采用进油节流调速回路保证稳定的低速运动,较好的速度刚度;采用背阀提高了运动的平稳性,启动冲击小;采用差动连接实现快进,能量运用经济合理。、分析题
1.如图所示定量泵输出流量为恒定值qp ,如在泵的出口接一节流阀,并将阀的开口调节的小一些,试分析回路中活塞运动的速度v和流过截面P,A,B三点流量应满足什么样的关系(活塞两腔的面积为A1和A2,所有管道的直径d相同)。
解:图示系统为定量泵,表达输出流量qP不变。根据连续性方程,当阀的开口开小一些,通过阀口的流速增长,但通过节流阀的流量并不发生改变,qA= qp ,因此该系统不能调节活塞运动速度v,假如要实现调速就须在节流阀的进口并联一溢流阀,实现泵的流量分流。
连续性方程只适合于同一管道,活塞将液压缸提成两腔,因此求qB不能直接使用连续性方程。根据连续性方程,活塞运动速度v = qA/A1,qB = qA/A1=(A2 / A1)qP
2.如图所示节流阀调速系统中,节流阀为薄壁小孔,流量系数C=0.67,油的密度ρ=900kg/ cm3,先导式溢流阀调定压力py=12×105Pa,泵流量q=20l/min,活塞面积A1=30cm2,载荷F=2400N。试分析节流阀开口(面积为AT)在从全开到逐渐调小过程中,活塞运动速度如何变化及溢流阀的工作
状态。
解:节流阀开口面积有一临界值ATo。当AT>ATo时,虽然节流开口调小,但活塞运动速度保持不变,溢流阀阀口关闭起安全阀作用;当AT<ATo时,活塞运动速度随开口变小而下降,溢流阀阀口打开起定压阀作用。
液压缸工作压力
液压泵工作压力
式中 △p为节流阀前后压力差,其大小与通过的流量有关。
3.已知一个节流阀的最小稳定流量为qmin,液压缸两腔面积不等,即A1>A2,缸的负载为F。假如分别组成进油节流调速和回油节流调速回路,试分析: 1) 进油、回油节流调速哪个回路能使液压缸获得更低的最低运动速度。2)在判断哪个回路能获得最低的运动速度时,应将下述哪些参数保持相同,方能进行比较。
解:1)进油节流调速系统活塞运动速度v1= qmin/A1;
出口节流调速系统活塞运动速度 v2= qmin/A2
因A1>A2,故进油节流调速可获得最低的最低速度。
2)节流阀的最小稳定流量是指某一定压差下(2~3×105Pa),节流阀在最小允许开度 ATmin时能正常工作的最小流量qmin。因此在比较哪个回路能使液压缸有较低的运动速度时,就应保持节流阀最小开口量ATmin 和两端压差△p相同的条件。
设进油节流调速回路的泵压力为pp1,节流阀压差为△p1则:
设出口调速回路液压缸大腔压力(泵压力)为pp2 ,节流阀压差为△p2 ,则:
由最小稳定流量qmin相等的定义可知:△p1=△p2 即: 为使两个回路分别获得缸最低运动速度,两个泵的调定压力 pp1、 pp2 是不相等的。
4.在图示的回路中,旁通型调速阀(溢流节流阀)装在液压缸的回油路上,通过度析其调速性能判断下面哪些结论是对的的。(A)缸的运动速度不受负载变化的影响,调速性能较好;(B)溢流节流阀相称于一个普通节流阀,只起回油路节流调速的作用,缸的运动速度受负载变化的影响;(C)溢流节流阀两端压差很小,液压缸回油腔背压很小,不能进行调速。
解:只有C对的,当溢流节流阀装在回油路上,节流阀出口压力为零,差压式溢流阀有弹簧的一腔油液压力也为零。当液压缸回油进入溢流节流阀的无弹簧腔时,只要克服软弹簧的作用力,就能使溢流口开度最大。这样,油液基本上不经节流阀而由溢流口直接回油箱,溢流节流阀两端压差很小,在液压缸回油腔建立不起背压,无法对液压缸实现调速。
5.如图所示的回路为带补油装置的液压马达制动回路,说明图中三个溢流阀和单向阀的作用。
解:液压马达在工作时,溢流阀5起安全作用。制动时换向阀切换到中位,液压马达靠惯性还要继续旋转,故产生液压冲击,溢流阀1,2分别用来限制液压马达反转和正转时产生的最大冲击压力,起制动缓冲作用。另一方面,由于液压马达制动过程中有泄漏,为避免马达在换向制动过程中产生吸油腔吸空现象,用单向阀3和4从油箱向回路补油。
6.如图所示是运用先导式溢流阀进行卸荷的回路。溢流阀调定压力 py=30×105Pa。规定考虑阀芯阻尼孔的压力损失,回答下列问题:1) 在溢流阀启动或关闭时,控制油路E,F段与泵出口处B点的油路是否始终是连通的?2) 在电磁铁DT断电时,若泵的工作压力 pB=30×105Pa, B点和E点压力哪个压力大?若泵的工作压力pB=15×105Pa,B点和E点哪个压力大?3)在电磁铁DT吸合时,泵的流量是如何流到油箱中去的?
解:1) 在溢流阀启动或关闭时,控制油路E,F段与泵出口处B点的油路始终得保持连通
2)当泵的工作压力pB=30×105Pa时,先导阀打开,油流通过阻尼孔流出,这时在溢流阀主阀芯的两端产生压降,使主阀芯打开进行溢流,先导阀入口处的压力即为远程控制口E点的压力,故pB> pE;当泵的工作压力pB=15×105Pa 时,先导阀关闭,阻尼小孔内无油液流动,pB= pE。
3)二位二通阀的启动或关闭,对控制油液是否通过阻尼孔(即控制主阀芯的启闭)有关,但这部分的流量很小,溢流量重要是通过CD油管流回油箱。
7.图(a),(b),(c)所示的三个调压回路是否都能进行三级调压(压力分别为60×105Pa、40×105Pa、10×105Pa)?三级调压阀压力调整值分别应取多少?使用的元件有何区别?
解:图(b)不能进行三级压力控制。三个调压阀选取的调压值无论如何互换,泵的最大压力均由最小的调定压力所决定,p=10×105Pa。
图(a)的压力阀调定值必须满足pa1=60×105Pa,pa2=40×105Pa,pa3=10×105Pa。假如将上述调定值进行互换,就无法得到三级压力控制。图(a)所用的元件中,a1、a2必须使用先导型溢流阀,以便远程控制。a3可用远程调压阀(直动型)。
图(c)的压力阀调定值必须满足pc1=60×105Pa ,而pc2、pc3是并联的阀,互相不影响,故允许任选。设pc2=40×105Pa ,pc3=10×105Pa,阀c1必须用先导式溢流阀,而c2、c3可用远程调压阀。两者相比,图(c)比图(a)的方案要好。
8.如图所示的系统中,两个溢流阀串联,若已知每个溢流阀单独使用时的调整压力,py1=20×105Pa,py2=40×105Pa。溢流阀卸载的压力损失忽略不计,试判断在二位二通电磁阀不同工况下,A点和B点的压力各为多少。
解:电磁铁 1DT- 2DT- pA=0 pB=0
1DT+ 2DT- pA=0 pB=20×105Pa
1DT- 2DT+ pA=40×105Pa pB=40×105Pa
1DT+ 2DT+ pA=40×105Pa pB=60×105Pa
当两个电磁铁均吸合时,图示两个溢流阀串联,A点最高压力由py2决定,pA=40×105Pa。由于pA压力作用在溢流阀1的先导阀上(成为背压),假如要使溢流阀1的先导阀保持启动工况,压力油除了克服调压弹簧所产生的调定压力py1=20×105Pa以外,尚需克服背压力pA=40×105Pa的作用,故泵的最大工作压力:pB= py1+ pA=(20+40)×105=60×105Pa 。
9.如图所示的系统中,主工作缸Ⅰ负载阻力FⅠ=2023N,夹紧缸II在运动时负载阻力很小可忽略不计。两缸大小相同,大腔面积 A1=20cm2,小腔有效面积A2=10cm2,溢流阀调整值py =30×105Pa,减压阀调整值pj=15×105Pa。试分析: 1) 当夹紧缸II运动时:pa和pb分别为多少? 2) 当夹紧缸II夹紧工件时:pa和pb分别为多少? 3)夹紧缸II最高承受的压力pmax为多少?
解:1)2)由于节流阀安装在夹紧缸的回油路上,属回油节流调速。因此无论夹紧缸在运动时或夹紧工件时,减压阀均处在工作状态,pA=pj=15×105Pa。溢流阀始终处在溢流工况,pB= py=30×105Pa。
3)当夹紧缸负载阻力FII=0时,在夹紧缸的回油腔压力处在最高值:
10.图示为大吨位液压机常用的一种泄压回路。其特点为液压缸下腔油路上装置一个由上腔压力控制的顺序阀(卸荷阀)。活塞向下工作行程结束时,换向阀可直接切换到右位使活塞回程,这样就不必使换向阀在中间位置泄压后再切换。分析该回路工作原理后说明: 1) 换向阀1的中位有什么作用? 2) 液控单向阀(充液阀)4的功能是什么? 3) 启动液控单向阀的控制压力pk是否一定要比顺序阀调定压力px大?
解:工作原理:活塞工作行程结束后换向阀1切换至右位,高压腔的压力通过单向节流阀2和换向阀1与油箱接通进行泄压。当缸上腔压力高于顺序阀3的调定压力(一般为20~40×105Pa)时,阀处在启动状态,泵的供油通过阀3排回油箱。只有当上腔逐渐泄压到低于顺序阀3调定压力(一般为)时,顺序阀关闭,缸下腔才升压并打开液控单向阀使活塞回程。
1) 换向阀1的中位作用:当活塞向下工作行程结束进行换向时,在阀的中位并不断留,只有当活塞上升到终点时换向阀才切换到中位,所用的K型中位机能可以防止滑块下滑,并使泵卸载。
2) 由于液压机在缸两腔的有效面积相差很大,活塞向上回程时上腔的排油量很大,管路上的节流阀将会导致很大的回油背压,因此设立了充液阀4。回程时上腔的油可通过充液阀4排出去。当活塞运用重力快速下行时,若缸上腔油压出现真空,阀4将自行打开,充液箱的油直接被吸入缸上腔,起着充液(补油)的作用。
3) 图示的回路中在换向时规定上腔先泄压,直至压力减少到顺序阀3的调定压力px时,顺序阀断开,缸下腔的压力才开始升压。在液控顺序阀3断开瞬间,液控单向阀4反向进口承受的压力为px (20~40×105Pa),其反向出口和油箱相通,无背压,因此启动液控单向阀的控制压力只需pk=(0.3~0.5)px即可。
11.图示的液压回路,原设计规定是夹紧缸I把工件夹紧后,进给缸II才干动作;并且规定夹紧缸I的速度可以调节。实际试车后发现该方案达不到预想目的,试分析其因素并提出改善的方法。
解:图(a)的方案中,要通过节流阀对缸I进行速度控制,溢流阀必然处在溢流的工作状况。这时泵的压力为溢流阀调定值,pB= py。B点压力对工件是否夹紧无关,该点压力总是大于顺序阀的调定值px,故进给缸II只能先动作或和缸I同时动作,因此无法达成预想的目的。
图(b)是改善后的回路,它是把图(a)中顺序阀内控方式改为外控方式,控制压力由节流阀出口A点引出。这样当缸I在运动过程中, A点的压力取决于缸I负载。当缸I夹紧工件停止运动后,A点压力升高到py,使外控顺序阀接通,实现所规定的顺序动作。图中单向阀起保压作用,以防止缸II在工作压力瞬间忽然减少引起工件自行松开的事故。
12.图(a),(b)所示为液动阀换向回路。在主油路中接一个节流阀,当活塞运动到行程终点时切换控制油路的电磁阀3,然后运用节流阀的进油口压差来切换液动阀4,实现液压缸的换向。试判 断图示两种方案是否都能正常工作?
解:在(a)图方案中,溢流阀2装在节流阀1的后面,节流阀始终有油液流过。活塞在行程终了后,溢流阀处在溢流状态,节流阀出口处的压力和流量为定值,控制液动阀换向的压力差不变。因此,(a)图的方案可以正常工作。
在(b)图方案中,压力推动活塞到达终点后,泵输出的油液所有经溢流阀2回油箱,此时不再有油液流过节流阀,节流阀两端压力相等。因此,建立不起压力差使液动阀动作,此方案不能正常工作。
13.在图示的夹紧系统中,已知定位压力规定为10×105Pa,夹紧力规定为3×104N,夹紧缸无杆腔面积A1=100cm,试回答下列问题: 1)A,B,C,D各件名称,作用及其调整压力; 2)系统的工作过程。
解:1) A为 内控外泄顺序阀,作用是保证先定位、后夹紧的顺序动作,调整压力略大于10×105Pa ;
B为卸荷阀,作用是定位、夹紧动作完毕后,使大流量泵卸载,调整压力略大于10×105Pa ;
C为压力继电器,作用是当系统压力达成夹紧压力时,发讯控制其他元件动作,调整压力为30×105Pa
D 为溢流阀,作用是夹紧后,起稳压作用,调整压力为30×105Pa 。
2)系统的工作过程:系统的工作循环是定位—夹紧—拔销—松开。其动作过程:当1DT得电、换向阀左位工作时,双泵供油,定位缸动作,实现定位;当定位动作结束后,压力升高,升至顺序阀A的调整压力值,A阀打开,夹紧缸运动;当夹紧压力达成所需要夹紧力时,B阀使大流量泵卸载,小流量泵继续供油,补偿泄漏,以保持系统压力,夹紧力由溢流阀D控制,同时,压力继电器C发讯,控制其他相关元件动作。
14.图示系统为一个二级减压回路,活塞在运动时需克服摩擦阻力F=1500N,活塞面积A=15cm2,溢流阀调整压力py =45×105Pa,两个减压阀的调定压力分别为pj1=20×105Pa和pj2=35×105Pa,管道和换向阀的压力损失不计。试分析: 1) 当DT吸合时活塞处在运动过程中,pB、pA、pC三点的压力各为多少?2) 当DT吸合时活塞夹紧工件,这时pB、pA、pC三点的压力各为多少?3) 如在调整减压阀压力时,改取 pj1=35×105Pa和pj2=20×105Pa,该系统是否能使工件得到两种不同夹紧力?
解:1)DT吸合,活塞运动时:
因pL<pj,减压阀阀口处在最大位置,不起减压作用,pA=pC=pL=10×105Pa,pB=10×105+Δpj Pa,Δpj为油液通过减压阀时产生的压力损失。
2)DT吸合,活塞夹紧工件:
溢流阀必然启动溢流,pB=py=45×105Pa。对于减压阀1,由于pL的作用使其先导阀启动,主阀芯在两端压力差的作用下,减压开口逐渐关小,直至完全闭合;对于减压阀2,由于pL的作用使其主阀口关小处在平衡状态,允许(1~2)l/min的流量经先导阀回油箱,以维持出口处压力为定值,pC=pA=pj2=35×105Pa。
3)由以上分析可知,只要DT一吸合,缸位于夹紧工况时,夹紧缸的压力将由并联的减压阀中调定值较高的那一减压阀决定。因此,为了获得两种不同夹紧力,必须使pj1<pj2。假如取pj1=35×105Pa,则无法获得夹紧缸压力 pj=20×
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